TW202333508A - 應用於揚聲器的驅動電路以及用以產生揚聲器的電流取樣訊號的方法 - Google Patents

Abstract

一種應用於一揚聲器的驅動電路包含有一週期訊號產生電路、一訊號處理電路、一D類放大器電路、一電流感測電路以及一取樣與保持電路。週期訊號產生電路係用以產生一週期訊號以及一控制訊號。訊號處理電路係耦接於週期訊號產生電路，並且用以產生一預驅動訊號。D類放大器電路係耦接於訊號處理電路，並且用以根據預驅動訊號來驅動揚聲器。電流感測電路係耦接於D類放大器電路，並且用以產生一電流感測訊號。取樣與保持電路係耦接於訊號處理電路以及電流感測電路，並且用以控制訊號來取樣與保持電流感測訊號，以產生一電流取樣訊號。

Description

應用於揚聲器的驅動電路以及用以產生揚聲器的電流取樣訊號的方法

本發明係有關於電流取樣，且尤指揚聲器的驅動電路以及用以產生揚聲器的電流取樣訊號的相關方法。

揚聲器係具有音圈(voice coil)的裝置，其中音圈移動一振膜(diaphragm)並且將電子訊號轉換為聲音訊號。當音圈的溫度過高或振膜的位移太大時，揚聲器可能會受損，對於一種典型的D類放大器來說，其係用以驅動揚聲器以達到撥放音樂的效果，然而，為了避免揚聲器受損，一種智慧放大器可能另需要偵測揚聲器的狀況（例如取得流經揚聲器的電流訊號），以判斷揚聲器操作的工作環境（例如溫度）。

舉例來說，複數個電流感測電阻（例如兩個電流感測電阻）可添加在耦接於揚聲器的D類放大器，以測量流經揚聲器的電流。一種電流偵測架構係將電流感測電阻耦接在揚聲器的兩端，另一種電流偵測架構係將電流感測電阻耦接至地。與前者相比，將電流感測電阻耦接至地的電流偵測架構具有較好的雜波底值(noise floor)，然而，倘若電流感測電阻不是匹配(matching)的話（例如電流感測電阻的電阻值是不同的），則此架構可能會具有較差的二階諧波失真(second-order harmonic distortion)，此外，電流感測電阻的不匹配可能會造成直流偏置(DC offset)的問題，因此，極需一種具有此架構之應用於揚聲器的新穎的驅動電路以及用以產生揚聲器之電流取樣訊號的相關方法。

因此，本發明的目的之一在於提供一種應用於揚聲器的驅動電路以及用以產生揚聲器之電流取樣訊號的相關方法，以解決上述問題。

根據本發明一實施例，提供了一種應用於揚聲器的驅動電路。該驅動電路可包含有一週期訊號產生電路、一訊號處理電路、一D類放大器電路、一電流感測電路以及一取樣與保持電路。週期訊號產生電路可用以產生一週期訊號以及一控制訊號，其中控制訊號係用以指示週期訊號之一特定極端值的發生時序。訊號處理電路可耦接於週期訊號產生電路，並且可用以接收一第一音頻輸入訊號、一第二音頻輸入訊號以及週期訊號，以及根據第一音頻輸入訊號、第二音頻輸入訊號以及週期訊號來產生一預驅動訊號，其中第二音頻輸入訊號係第一音頻輸入訊號的一反向訊號。D類放大器電路可耦接於訊號處理電路，並且可用以根據預驅動訊號來驅動揚聲器。電流感測電路可耦接於D類放大器電路，並且可用以感測揚聲器的一驅動電流以產生一電流感測訊號。取樣與保持電路可耦接於週期訊號產生電路以及電流感測電路，並且可用以根據控制訊號來取樣與保持電流感測訊號，以產生揚聲器的一電流取樣訊號。

根據本發明一實施例，提供了一種用以產生揚聲器之電流取樣訊號的方法。該方法可包含有：產生一週期訊號以及一控制訊號，其中控制訊號係用以指示週期訊號的一特定極端值的發生時序；根據一第一音頻輸入訊號、一第二音頻輸入訊號以及週期訊號來產生一預驅動訊號，其中第二音頻輸入訊號係第一音頻輸入訊號的一反向訊號；藉由一D類放大器電路來根據預驅動訊號驅動揚聲器；感測揚聲器的一驅動電流以產生一電流感測訊號；以及根據控制訊號來取樣與保持電流感測訊號，以產生電流取樣訊號。

根據本發明另一實施例，提供了一種應用於揚聲器的驅動電路。該驅動電路可包含有一週期訊號產生電路、一訊號處理電路、一D類放大器電路、一電流感測電路、一邏輯控制電路以及一取樣與保持電路。週期訊號產生電路可用以產生一週期訊號。訊號處理電路可耦接於週期訊號產生電路，並且可用以接收一第一音頻訊號、一第二音頻輸入訊號以及週期訊號，以及根據第一音頻訊號、第二音頻輸入訊號以及週期訊號來產生一預驅動訊號，其中第二音頻輸入訊號係第一音頻輸入訊號的一反向訊號。D類放大器電路可耦接於訊號處理電路，並且可用以根據預驅動訊號來驅動揚聲器。電流感測電路可耦接於D類放大器電路，並且可用以感測揚聲器的一驅動電流，以產生一電流感測訊號。邏輯控制電路可耦接於訊號處理電路，並且可用以根據預驅動訊號來產生一控制訊號。取樣與保持電路可耦接於電流感測電路以及邏輯控制電路，並且可用以根據控制訊號來取樣與保持電流感測訊號，以產生一第一電流取樣訊號。

根據本發明另一實施例，提供了一種用以產生揚聲器之第一電流取樣訊號的方法。該方法可包含有：產生一週期訊號；根據一第一音頻訊號、一第二音頻輸入訊號以及週期訊號來產生一預驅動訊號，其中第二音頻輸入訊號係第一音頻輸入訊號的一反向訊號；藉由一D類放大器電路來根據預驅動訊號驅動揚聲器；感測揚聲器的一驅動電流以產生一電流感測訊號；根據預驅動訊號來產生一控制訊號；以及根據控制訊號來取樣與保持電流感測訊號，以產生一第二電流取樣訊號。此外，該方法可另包含有：對第二電流許樣訊號進行計算，以產生第一電流取樣訊號。

本發明的好處之一在於，藉由根據控制訊號來在三角波訊號具有峰值的時間點取樣與保持電流感測訊號，可以改善二階諧波失真並且可以避免直流偏置的問題，其中三角波訊號的峰值對應於一時段，並且在該時段時，電流同時流經揚聲器以及所有電流感測電阻。此外，可以根據控制訊號來僅於電流同時流經揚聲器以及所有電流感測電阻的時段中取樣與保持電流感測訊號，以產生一第一電流取樣訊號，接著，可以對第一電流取樣訊號進行平均值計算，以產生揚聲器的一第二電流取樣訊號，如此一來，二階諧波失真也可以被改善並且直流偏置的問題也可以被避免。

第1圖為依據本發明一實施例之應用於揚聲器11的驅動電路10的示意圖。驅動電路10可包含有週期訊號產生電路（例如三角波(triangle wave)產生電路100）、訊號處理電路102、D類放大器(class-D amplifier)電路104、電流感測電路105以及取樣與保持(sample and hold)電路106，應注意的是，三角波產生電路100僅用以說明之用，並且本發明不以此為限，實際上，任一其它類型的週期訊號（例如鋸齒波(sawtooth wave)訊號）皆會落入本發明的範疇。三角波產生電路100可用以產生三角波訊號TRI以及控制訊號CS，其中控制訊號CS可用以指示三角波訊號TRI之一特定極端值（例如一峰值(peak value)）的發生時序。

訊號處理電路102可耦接於三角波產生電路100，並且可用以接收兩個音頻輸入訊號A_IN與 以及三角波訊號TRI，以及根據兩個音頻輸入訊號A_IN與 以及三角波訊號TRI來產生預驅動訊號PDRV，其中預驅動訊號PDRV包含有第一開關預驅動訊號F_SW以及第二開關預驅動訊號S_SW，以及音頻輸入訊號 係音頻輸入訊號A_IN的一反向訊號（亦即音頻輸入訊號 與音頻輸入訊號A_IN之間的相位差係等於180度）。訊號處理電路102可包含有兩個比較器(comparator)電路108與110以及兩個預驅動器(pre-driver)電路112與114，比較器電路108可耦接於三角波產生電路100，並且可用以對音頻輸入訊號A_IN與三角波訊號TRI進行比較，以產生第一比較器結果訊號F_COM，比較器電路110可耦接於三角波產生電路100，並且可用以對音頻輸入訊號 與三角波訊號TRI進行比較，以產生第二比較器結果訊號S_COM，預驅動器電路112可耦接於比較器電路108，並且可用以根據第一比較器結果訊號F_COM來產生第一開關預驅動訊號F_SW，預驅動器電路114可耦接於比較器電路110，並且可用以根據第二比較器結果訊號S_COM來產生第二開關預驅動訊號S_SW。

揚聲器11係作為D類放大器電路104的一負載(load)，D類放大器電路104可耦接於訊號處理電路102，並且可用以根據預驅動訊號PDRV（亦即第一開關預驅動訊號F_SW以及第二開關預驅動訊號S_SW）來驅動揚聲器11，D類放大器電路104可包含有四個開關電路116、118、120以及122，開關電路116具有耦接於一第一參考電壓（例如電源電壓VDD）的一第一端，開關電路118具有耦接於該第一參考電壓（例如電源電壓VDD）的一第一端，其中揚聲器11係耦接在開關電路116的一第二端以及開關電路118的一第二端之間。開關電路120具有耦接於開關電路116之第二端的一第一端，並且開關電路122具有耦接於開關電路118之第二端的一第一端，此外，第一開關預驅動訊號F_SW可用以導通(conduct)開關電路116以及開關電路120的其一，以及第二開關預驅動訊號S_SW可用以導通開關電路118以及開關電路122的其一。

應注意的是，D類放大器電路104的調變(modulation)方法係BD調變，也就是說，在D類放大器電路104中流經揚聲器11的電流方向有4種，根據第一開關預驅動訊號F_SW以及第二開關預驅動訊號S_SW，可以取得4個開關電路116、118、120以及122的4個開關時序a、b、c以及d，假設在開關電路116以及開關電路120之間的一節點的電壓為VOUTA，以及在開關電路118以及開關電路122之間的一節點的電壓為VOUTB。

對於音頻輸入訊號A_IN的正半週期(positive half cycle)來說，在開關時序a中，第一開關預驅動訊號F_SW可用以導通開關電路116，並且第二開關預驅動訊號S_SW可用以導通開關電路122（亦即電壓VOUTA係高位準，以及電壓VOUTB係低位準）；在開關時序b中，第一開關預驅動訊號F_SW可用以導通開關電路116，以及第二開關預驅動訊號S_SW可用以導通開關電路118（亦即電壓VOUTA以及電壓VOUTB皆為高位準）；在開關時序c中，第一開關預驅動訊號F_SW可用以導通開關電路116，以及第二開關預驅動訊號S_SW可用以導通開關電路122（亦即電壓VOUTA係高位準，以及電壓VOUTB係低位準）；以及在開關時序d中，第一開關預驅動訊號F_SW可用以導通開關電路120，以及第二開關預驅動訊號S_SW可用以導通開關電路122（亦即電壓VOUTA以及電壓VOUTB皆為低位準）。

對於音頻輸入訊號A_IN的負半週期(negative half cycle)來說，在開關時序a中，第一開關預驅動訊號F_SW可用以導通開關電路120，以及第二開關預驅動訊號S_SW可用以導通開關電路118（亦即電壓VOUTA係低位準，以及電壓VOUTB係高位準）；在開關時序b中，第一開關預驅動訊號F_SW可用以導通開關電路116，以及第二開關預驅動訊號S_SW可用以導通開關電路118（亦即電壓VOUTA以及電壓VOUTB皆為高位準）；在開關時序c中，第一開關預驅動訊號F_SW可用以導通開關電路120，以及第二開關預驅動訊號S_SW可用以導通開關電路118（亦即電壓VOUTA係低位準，以及電壓VOUTB係高位準）；以及在開關時序d中，第一開關預驅動訊號F_SW可用以導通開關電路120，以及第二開關預驅動訊號S_SW可用以導通開關電路122（亦即電壓VOUTA以及電壓VOUTB皆為低位準）。

電流感測電路105可耦接於D類放大器電路104，並且可用以感測揚聲器11的驅動電流來產生電流感測訊號Isen，電流感測電路105可包含有兩個電流感測電阻124與126，其中電流感測電阻124可耦接在開關電路120的一第二端以及一第二參考電壓（例如接地電壓GND）之間，以及電流感測電阻126可耦接在開關電路122的一第二端以及該第二參考電壓（例如接地電壓GND）之間。

鑑於以上所述，在開關時序a中，對於音頻輸入訊號A_IN的正半週期來說，電流會依序地流經開關電路116、揚聲器11、開關電路122以及電流感測電阻126，因此，電流感測訊號Isen係根據電流感測電阻124來產生，對於音頻輸入訊號A_IN的負半週期來說，電流會依序地流經開關電路118、揚聲器11、開關電路120以及電流感測電阻124，因此，電流感測訊號Isen係根據電流感測電阻124來產生，然而，倘若電流感測電阻124以及電流感測電阻126不是匹配(matching)的話（例如電流感測電阻124之電阻值與電流感測電阻126之電阻值不同），則藉由電流感測電路105所產生的電流感測訊號Isen可能會不相同。在開關時序b中，對於音頻輸入訊號A_IN的正半週期或負半週期來說，電流會依序地流經開關電路116、揚聲器11、開關電路118（亦即不會流經電流感測電阻124或電流感測電阻126），因此，在開關時序b中，電流感測訊號Isen係等於0。在開關時序c中的電流方向與在開關時序a中的電流方向相同，為了簡潔起見，在此不再重複詳細描述類似內容。

另一方面，在開關時序d中，對於音頻輸入訊號A_IN的正半週期或負半週期來說，電流會依序地流經電流感測電阻124、開關電路120、揚聲器11、開關電路122以及電流感測電阻126（在第1圖中，電流方向以虛線來標示），並且電流感測訊號Isen係根據電流感測電阻124以及電流感測電阻126來產生，無論電流感測電阻124與電流感測電阻126是否匹配（亦即無論電流感測電阻124之電阻值以及電流感測電阻126之電阻值是否相同），藉由電流感測電路105所產生的電流感測訊號Isen皆會相同。此外，要注意的是，在三角波訊號TRI之峰值的發生時序時，4個開關電路116、118、120以及122具有開關時序d，因此，取樣與保持電路106可耦接於三角波產生電路100以及電流感測電路105，並且可用以根據控制訊號CS在三角波訊號TRI具有峰值的時間點取樣與保持電流感測訊號Isen，以產生揚聲器11的電流取樣訊號Isam，如此一來，可以改善電流感測電阻124以及電流感測電阻126的不匹配而造成的二階諧波失真(second-order harmonic distortion)以及直流偏置(DC offset)。

第2圖為依據本發明一實施例之第1圖所示之驅動電路10的相關訊號的示意圖。在本實施例中，三角波訊號TRI可以與音頻輸入訊號A_IN以及相對應的音頻輸入訊號 的正半週期進行比較，以產生4個開關時序a、b、c以及d，其中4個開關時序a、b、c以及d分別對應於4個時段A、B、c以及D。此外，如第2圖所示，三角波訊號TRI的峰值對應於時段D（在時段D中，電壓VOUTA以及電壓VOUTB皆為低位準），並且可以根據控制訊號CS在三角波訊號TRI具有峰值的時間點取樣與保持電流感測訊號Isen，以產生電流取樣訊號Isam，為簡潔起見，於本實施例中類似的內容在此不再重複詳細描述。

第3圖為依據本發明一實施例之一種用以產生揚聲器之電流取樣訊號的方法流程圖。假若可以得到相同的結果，則步驟不一定要完全遵照第3圖所示的流程來依序執行，舉例來說，於第3圖所示之方法可由第1圖所示之驅動電路10來加以實現。

在步驟S300中，產生三角波訊號TRI以及控制訊號CS，其中控制訊號CS係用以指示三角波訊號TRI之峰值的發生時序。

在步驟S302中，根據音頻輸入訊號A_IN、音頻輸入訊號 以及三角波訊號TRI來產生預驅動訊號PDRV，其中音頻輸入訊號 係音頻輸入訊號A_IN的一反向訊號。

在步驟S304中，根據預驅動訊號PDRV來藉由D類放大器電路104驅動揚聲器11。

在步驟S306中，感測揚聲器11的驅動電流來產生電流感測訊號Isen。

在步驟S308中，根據控制訊號CS來取樣與保持電流感測訊號Isen，以產生揚聲器11的電流取樣訊號Isam。

由於熟習技藝者可透過上述說明書中有關第1圖所示之驅動電路10的內容而輕易瞭解第3圖所示各步驟的操作，為了簡潔起見，於本實施例中類似的內容在此不重複贅述。

第4圖為依據本發明另一實施例之應用於揚聲器41的驅動電路40的示意圖。驅動電路40可包含有一週期訊號產生電路（例如三角波產生電路400）、訊號處理電路402、D類放大器電路404、邏輯控制電路406、取樣與保持電路408以及一計算電路（例如平均電路410），應注意的是，三角波產生電路400以及平均電路410僅作為說明之用，並且本發明不以此為限，實際上，任何其它類型的週期訊號（例如鋸齒波訊號）以及任何其它類型的計算電路均會落入本發明的範疇。

第1圖所示之驅動電路10以及第4圖所示之驅動電路40的差別在於驅動電路40另包含有邏輯控制電路406以及平均電路410，並且三角波產生電路402係用以產生三角波訊號TRI，而沒有產生用來指示一週期訊號之一特定極端值（例如三角波訊號TRI的峰值）之發生時序的伴隨訊號。邏輯控制電路406可耦接於訊號處理電路402，並且可用以根據預驅動訊號PDRV（亦即第一開關預驅動訊號F_SW以及第二開關預驅動訊號S_SW）來產生控制訊號CS’。取樣與保持電路408可耦接於電流感測電路405以及邏輯控制電路406，並且可用以根據控制訊號CS’來取樣與保持電流感測訊號Isen，以產生第一電流取樣訊號F_Isam。在本實施例中，第一電流取樣訊號F_Isam係電流感測訊號Isen之連續取樣值的匯集，平均電路410可耦接於取樣與保持電路408，並且可用以對第一電流取樣訊號F_Isam進行平均值計算，以產生揚聲器41的第二電流取樣訊號S_Isam，為簡潔起見，於本實施例中類似的內容在此不重複贅述。

應注意的是，邏輯控制電路406可用以根據第一邏輯值L1以及第二邏輯值L2來產生控制訊號CS’，其中可以根據第一開關預驅動訊號F_SW來產生第一邏輯值L1，以及可以根據第二開關預驅動訊號S_SW來產生第二邏輯值L2。舉例來說，邏輯控制電路406可以是一非或閘(NOR gate)電路，其中該非或閘電路具有耦接於預驅動器電路416的一第一輸入端、耦接於預驅動器電路418的一第二輸入端以及耦接於取樣與保持電路408的一輸出端，並且可用以接收第一邏輯值L1以及第二邏輯值L2，以產生控制訊號CS’，但是本發明不以此為限。

當根據第一開關預驅動訊號F_SW而開啟開關電路420（亦即電壓VOUTA係高位準）時，第一邏輯值L1係等於1；以及當根據第一開關預驅動訊號F_SW而開啟開關電路424（亦即電壓VOUTA係低位準）時，第一邏輯值L1係等於0。另一方面，當根據第二開關預驅動訊號S_SW而開啟開關電路422（亦即電壓VOUTB係高位準）時，第二邏輯值L2係等於1；以及當根據第二開關預驅動訊號S_SW而開啟開關電路426（亦即電壓VOUTB係低位準）時，第二邏輯值L2係等於0。控制訊號CS’可用以控制取樣與保持電路408以僅於分別藉由第一開關預驅動訊號F_SW以及第二開關預驅動訊號S_SW來開啟開關電路424以及開關電路426（亦即電壓VOUTA與電壓VOUTB皆為低位準，以及第一邏輯值L1與第二邏輯值L2皆為0）的時段中取樣與保持電流感測訊號Isen，也就是說，僅當控制訊號CS’係等於1（亦即對第一邏輯值L1（L1=0）以及第二邏輯值L2（L2=0）進行非或(NOR)操作的一結果係等於1）時，藉由取樣與保持電路408來取樣與保持電流感測訊號Isen，以產生第一電流取樣訊號F_Isam。

第5圖為依據本發明一實施例之第4圖所示之驅動電路40的相關訊號的示意圖。三角波訊號TRI可以與音頻輸入訊號A_IN以及相對應的音頻輸入訊號 的正半週期進行比較，以及第一邏輯值L1以及第二邏輯值L2的邏輯組合（亦即10、11、10以及00）分別對應於4個時段A、B、C以及D。在時段A中，電壓VOUTA係高位準並且電壓VOUTB係低位準（亦即第一邏輯值L1以及第二邏輯值L2的邏輯組合係10）；在時段B中，電壓VOUTA與電壓VOUTB皆為高位準（亦即第一邏輯值L1以及第二邏輯值L2的邏輯組合係11）；在時段C中，電壓VOUTA係高位準並且電壓VOUTB係低位準（亦即第一邏輯值L1以及第二邏輯值L2的邏輯組合係10）；以及在時段D中，電壓VOUTA與電壓VOUTB皆為低位準（亦即第一邏輯值L1以及第二邏輯值L2的邏輯組合係00）。此外，如第5圖所示，根據控制訊號CS’來僅於時段D中取樣與保持電流感測訊號Isen，為了簡潔起見，於本實施例中類似的內容在此不重複贅述。

第6圖為依據本發明另一實施例之一種用以產生揚聲器之電流取樣訊號的方法流程圖。假若可以得到相同的結果，則步驟不一定要完全遵照第6圖所示的流程來依序執行，舉例來說，於第6圖所示之方法可由第4圖所示之驅動電路40來加以實現。

在步驟S600中，產生三角波訊號TRI。

在步驟S602中，根據音頻輸入訊號A_IN、音頻輸入訊號 以及三角波訊號TRI來產生預驅動訊號PDRV，其中音頻輸入訊號 係音頻輸入訊號A_IN的一反向訊號。

在步驟S604中，根據預驅動訊號PDRV來藉由D類放大器電路404驅動揚聲器41。

在步驟S606中，感測揚聲器41的驅動電流來產生電流感測訊號Isen。

在步驟S608中，根據預驅動訊號PDRV來產生控制訊號CS’。

在步驟S610中，根據控制訊號CS’來取樣與保持電流感測訊號Isen，以產生第一電流取樣訊號F_Isam。

在步驟S612中，藉由對第一電流取樣訊號F_Isam進行平均值計算，以產生揚聲器41的第二電流取樣訊號S_Isam。

由於熟習技藝者可透過上述說明書中有關第4圖所示之驅動電路40的內容而輕易瞭解第6圖所示各步驟的操作，為了簡潔起見，於本實施例中類似的內容在此不重複贅述。

第7圖為一感測電壓訊號V_AB、第1圖所示之驅動電路10所產生的取樣電壓訊號V_ABS以及一低通濾波器所產生的電壓訊號VAB_LP的頻域(frequency-domain)分析。假設在開關電路120以及電流感測電阻124之間的一節點的電壓為感測電壓VSENSEA，以及在開關電路122以及電流感測電阻126之間的一節點的電壓為感測電壓VSENSEB。感測電壓訊號V_AB係感測電壓VSENSEA以及感測電壓VSENSEB之間的一電壓差，此外，感測電壓訊號V_AB係在電流感測電阻124以及電流感測電阻126匹配（亦即電流感測電阻124之電阻值與電流感測電阻126之電阻值相同）的情況下而產生的。

取樣電壓訊號V_ABS可藉由第1圖所示之驅動電路10而產生，並且可對應於電流取樣訊號Isam。第1圖所示之電流感測電路105可以被修改以耦接於一低通濾波器，而不是耦接於取樣與保持電路106，如此一來，可以藉由直接地低通濾波電流感測訊號Isen來產生電壓訊號VAB_LP。應注意的是，取樣電壓訊號V_ABS以及電壓訊號VAB_LP係在電流感測電阻124以及電流感測電阻126不匹配（亦即電流感測電阻124之電阻值以及電流感測電阻126之電阻值不相同；舉例來說，電流感測電阻124之電阻值係0.1歐姆(ohm)，以及電流感測電阻126之電阻值係0.2歐姆）的情況下而產生的。如第7圖所示，由於電流感測電阻124以及電流感測電阻126匹配，因此感測電壓訊號V_AB在2000赫茲(Hz)時具有較好的二階諧波失真，另一方面，由於電阻的不匹配，電壓訊號VAB_LP在2000赫茲時具有較差的二階諧波失真，然而，儘管在電阻不匹配的情況下，取樣電壓訊號V_ABS在2000赫茲時仍具有較好的二階諧波失真，因此，本發明所提供的驅動電路10可以改善二階諧波失真的問題。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10, 40:驅動電路 11, 41:揚聲器 100, 400:三角波產生電路 102, 402:訊號處理電路 104, 404:D類放大器電路 105, 405:電流感測電路 106, 408:取樣與保持電路 108, 110, 412, 414:比較器電路 112, 114, 416, 418:預驅動器電路 116, 118, 120, 122, 420, 422, 424, 426:開關電路 124, 126, 428, 430:電流感測電阻 CS, CS’:控制訊號 A_IN, :音頻輸入訊號 F_COM:第一比較器結果訊號 S_COM:第二比較器結果訊號 F_SW:第一開關預驅動訊號 S_SW:第二開關預驅動訊號 PDRV:預驅動訊號 VDD:電源電壓 VOUTA, VOUTB:電壓 GND:接地電壓 Isen:電流感測訊號 Isam:電流取樣訊號 A, B, C, D:時段 S300~S308, S600~S612 406:邏輯控制電路 410:平均電路 L1:第一邏輯值 L2:第二邏輯值 F_Isam:第一電流取樣訊號 S_Isam:第二電流取樣訊號 V_AB:感測電壓訊號 VAB_LP:電壓訊號 V_ABS:取樣電壓訊號

第1圖為依據本發明一實施例之應用於揚聲器的驅動電路的示意圖。 第2圖為依據本發明一實施例之第1圖所示之驅動電路的相關訊號的示意圖。 第3圖為依據本發明一實施例之一種用以產生揚聲器之電流取樣訊號的方法流程圖。 第4圖為依據本發明另一實施例之應用於揚聲器的驅動電路的示意圖。 第5圖為依據本發明一實施例之第4圖所示之驅動電路的相關訊號的示意圖。 第6圖為依據本發明另一實施例之一種用以產生揚聲器之電流取樣訊號的方法流程圖。 第7圖為一感測電壓訊號、第1圖所示之驅動電路所產生的取樣電壓訊號以及一低通濾波器所產生的電壓訊號的頻域分析。

10:驅動電路

11:揚聲器

100:三角波產生電路

102:訊號處理電路

104:D類放大器電路

105:電流感測電路

106:取樣與保持電路

108,110:比較器電路

112,114:預驅動器電路

116,118,120,122:開關電路

124,126:電流感測電阻

CS:控制訊號

A_IN,A_IN:音頻輸入訊號

F_COM:第一比較器結果訊號

S_COM:第二比較器結果訊號

F_SW:第一開關預驅動訊號

S_SW:第二開關預驅動訊號

PDRV:預驅動訊號

VDD:電源電壓

VOUTA,VOUTB:電壓

GND:接地電壓

Isen:電流感測訊號

Isam:電流取樣訊號

Claims (20)

1. 一種應用於一揚聲器的驅動電路，包含有： 一週期訊號產生電路，用以產生一週期訊號以及一控制訊號，其中該控制訊號係用以指示該週期訊號之一特定極端值的發生時序； 一訊號處理電路，耦接於該週期訊號產生電路，並且用以接收一第一音頻輸入訊號、一第二音頻輸入訊號以及該週期訊號，以及根據該第一音頻輸入訊號、該第二音頻輸入訊號以及該週期訊號來產生一預驅動訊號，其中該第二音頻輸入訊號係該第一音頻輸入訊號的一反向訊號； 一D類放大器電路，耦接於該訊號處理電路，並且用以根據該預驅動訊號來驅動該揚聲器； 一電流感測電路，耦接於該D類放大器電路，並且用以感測該揚聲器的一驅動電流以產生一電流感測訊號；以及 一取樣與保持電路，耦接於該週期訊號產生電路以及該電流感測電路，並且用以根據該控制訊號來取樣與保持該電流感測訊號，以產生該揚聲器的一電流取樣訊號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之驅動電路，其中該週期訊號產生電路係一三角波產生電路，該週期訊號係一三角波訊號，並且該特定極端值係該三角波訊號的一峰值。
3. 如申請專利範圍第2項所述之驅動電路，其中該取樣與保持電路係用以在該三角波訊號具有該峰值的時間點取樣與保持該電流感測訊號。
4. 如申請專利範圍第1項所述之驅動電路，其中該預驅動訊號包含有一第一開關預驅動訊號以及一第二開關預驅動訊號；該D類放大器電路包含有： 一第一開關電路，具有耦接於一第一參考電壓的一第一端； 一第二開關電路，具有耦接於該第一參考電壓的一第一端，其中該揚聲器係耦接在該第一開關電路的一第二端以及該第二開關電路的一第二端之間； 一第三開關電路，具有耦接於該第一開關電路之該第二端的一第一端；以及 一第四開關電路，具有耦接於該第二開關電路之該第二端的一第一端； 以及該電流感測電路包含有： 一第一電阻，耦接在該第三開關電路的一第二端以及一第二參考電壓之間；以及 一第二電阻，耦接在該第四開關電路的一第二端以及該第二參考電壓之間； 其中該第一開關預驅動訊號係用以導通該第一開關電路以及該第三開關電路的其一；以及該第二開關預驅動訊號係用以導通該第二開關電路以及該第四開關電路的其一。
5. 如申請專利範圍第4項所述之驅動電路，其中在該週期訊號具有該特定極端值的時間點，分別藉由該第一開關預驅動訊號以及該第二開關預驅動訊號來開啟該第三開關電路以及該第四開關電路。
6. 一種用以產生一揚聲器之一電流取樣訊號的方法，包含有： 產生一週期訊號以及一控制訊號，其中該控制訊號係用以指示該週期訊號的一特定極端值的發生時序； 根據一第一音頻輸入訊號、一第二音頻輸入訊號以及該週期訊號來產生一預驅動訊號，其中該第二音頻輸入訊號係該第一音頻輸入訊號的一反向訊號； 藉由一D類放大器電路來根據該預驅動訊號驅動該揚聲器； 感測該揚聲器的一驅動電流以產生一電流感測訊號；以及 根據該控制訊號來取樣與保持該電流感測訊號，以產生該電流取樣訊號。
7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該週期訊號係一三角波訊號，並且該特定極端值係該三角波訊號的一峰值。
8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中根據該控制訊號來取樣與保持該電流感測訊號的步驟包含有： 在該三角波訊號具有該峰值的時間點取樣與保持該電流感測訊號。
9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該預驅動訊號包含有一第一開關預驅動訊號以及一第二開關預驅動訊號；該D類放大器電路包含有具有耦接於一第一參考電壓之一第一端的一第一開關電路、具有耦接於該第一參考電壓之一第一端的一第二開關電路、具有耦接於該第一開關電路之一第二端的一第一端的一第三開關電路以及具有耦接於該第二開關電路之一第二端的一第一端的一第四開關電路；該揚聲器係耦接在該第一開關電路的該第二端以及該第二開關電路的該第二端之間；一第一電阻係耦接在該第三開關電路的一第二端以及一第二參考電壓之間，以及一第二電阻係耦接在該第四開關電路的一第二端以及該第二參考電壓之間；並且根據該預驅動訊號來驅動該揚聲器的步驟包含有： 根據該第一開關預驅動訊號來導通該第一開關電路以及該第三開關電路的其一；以及 根據該第二開關預驅動訊號來導通該第一開關電路以及該第四開關電路的其一。
10. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中在該週期訊號具有該特定極端值的時間點，分別藉由該第一開關預驅動訊號以及該第二開關預驅動訊號來開啟該第三開關電路以及該第四開關電路。
11. 一種應用於一揚聲器的驅動電路，包含有： 一週期訊號產生電路，用以產生一週期訊號； 一訊號處理電路，耦接於該週期訊號產生電路，並且用以接收一第一音頻訊號、一第二音頻輸入訊號以及該週期訊號，以及根據該第一音頻訊號、該第二音頻輸入訊號以及該週期訊號來產生一預驅動訊號，其中該第二音頻輸入訊號係該第一音頻輸入訊號的一反向訊號； 一D類放大器電路，耦接於該訊號處理電路，並且用以根據該預驅動訊號來驅動該揚聲器； 一電流感測電路，耦接於該D類放大器電路，並且用以感測該揚聲器的一驅動電流，以產生一電流感測訊號； 一邏輯控制電路，耦接於該訊號處理電路，並且用以根據該預驅動訊號來產生一控制訊號；以及 一取樣與保持電路，耦接於該電流感測電路以及該邏輯控制電路，並且用以根據該控制訊號來取樣與保持該電流感測訊號，以產生一第一電流取樣訊號。
12. 如申請專利範圍第11項所述之驅動電路，另包含有： 一計算電路，耦接於該取樣與保持電路，並且用以對該第一電流取樣訊號進行計算，以產生該揚聲器的一第二電流取樣訊號。
13. 如申請專利範圍第12項所述之驅動電路，其中該計算電路係一平均電路，並且該計算係平均值計算。
14. 如申請專利範圍第11項所述之驅動電路，其中該預驅動訊號包含有一第一開關預驅動訊號以及一第二開關預驅動訊號；該D類放大器電路包含有： 一第一開關電路，具有耦接於一第一參考電壓的一第一端； 一第二開關電路，具有耦接於該第一參考電壓的一第一端，其中該揚聲器係耦接在該第一開關電路的一第二端以及該第二開關電路的一第二端之間； 一第三開關電路，具有耦接於該第一開關電路之該第二端的一第一端；以及 一第四開關電路，具有耦接於該第二開關電路之該第二端的一第一端； 以及該電流感測電路包含有： 一第一電阻，耦接在該第三開關電路的一第二端以及一第二參考電壓之間；以及 一第二電阻，耦接在該第四開關電路的一第二端以及該第二參考電壓之間； 其中該第一開關預驅動訊號係用以導通該第一開關電路以及該第三開關電路的其一；以及該第二開關預驅動訊號係用以導通該第二開關電路以及該第四開關電路的其一。
15. 如申請專利範圍第14項所述之驅動電路，其中該控制訊號係用以控制該取樣與保持電路，以使該取樣與保持電路僅於該第三開關電路以及該第四開關電路分別藉由該第一開關預驅動訊號以及該第二開關預驅動訊號而被開啟的一時段中取樣與保持該電流感測訊號。
16. 一種用以產生一揚聲器的一第一電流取樣訊號的方法，包含有： 產生一週期訊號； 根據一第一音頻訊號、一第二音頻輸入訊號以及該週期訊號來產生一預驅動訊號，其中該第二音頻輸入訊號係該第一音頻輸入訊號的一反向訊號； 藉由一D類放大器電路來根據該預驅動訊號驅動該揚聲器； 感測該揚聲器的一驅動電流以產生一電流感測訊號； 根據該預驅動訊號來產生一控制訊號；以及 根據該控制訊號來取樣與保持該電流感測訊號，以產生一第二電流取樣訊號。
17. 如申請專利範圍第16項所述之方法，另包含有： 對該第二電流取樣訊號進行計算，以產生該第一電流取樣訊號。
18. 如申請專利範圍第17項所述之方法，其中該計算係平均值計算。
19. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中該預驅動訊號包含有一第一開關預驅動訊號以及一第二開關預驅動訊號；該D類放大器電路包含有具有耦接於一第一參考電壓之一第一端的一第一開關電路、具有耦接於該第一參考電壓之第一端的一第二開關電路、具有耦接於該第一開關電路之一第二端的一第一端的一第三開關電路以及具有耦接於該第二開關電路之一第二端的一第一端的一第四開關電路；該揚聲器係耦接在該第一開關電路的該第二端以及該第二開關電路的該第二端之間；一第一電阻係耦接在該第三開關電路的一第二端以及一第二參考電壓之間，以及一第二電阻係耦接在該第四開關電路的一第二端以及該第二參考電壓之間；並且根據該預驅動訊號來驅動該揚聲器的步驟包含有： 根據該第一開關預驅動訊號來導通該第一開關電路以及該第三開關電路的其一；以及 根據該第二開關預驅動訊號來導通該第二開關電路以及該第四開關電路的其一。
20. 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中根據該控制訊號來取樣與保持該電流感測訊號的步驟包含有： 僅於該第三開關電路以及該第四開關電路分別藉由該第一開關預驅動訊號以及該第二開關預驅動訊號而被開啟的一時段中，取樣與保持該電流感測訊號。

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